内容正文:
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【思路与方法】
关于碱变质的探究(以NaOH为例)
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命题点1 NaOH变质的实验探究
同学们想要知道实验室忘盖瓶盖的氢氧化钠溶液是否变质,进行了
如下探究。
1.检验NaOH溶液是否变质
(1)NaOH溶液变质原因:______________________________(用化学方程式
表示)。
(2)检验NaOH是否变质的实质即检验是否含有Na2CO3。
2NaOH+CO2=== Na2CO3+H2O
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(3)实验设计:检验
试剂 现象 化学方程式
稀酸:盐酸
(或H2SO4) 产生
气泡 _______________________________________
_______________________________________
碱:Ca(OH)2 ________
________ ________________________________________
盐:CaCl2(或
BaCl2)溶液 产生白
色沉淀 _____________________________________
___________________________________
2HCl+Na2CO3=== 2NaCl+CO2↑+H2O(或
H2SO4+Na2CO3=== Na2SO4+H2O+CO2↑)
产生白
色沉淀
Ca(OH)2+Na2CO3=== CaCO3↓+2NaOH
CaCl2+Na2CO3=== CaCO3↓+2NaCl(或
BaCl2+Na2CO3=== BaCO3↓+2NaCl)
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2.探究NaOH溶液变质程度:猜想变质后的成分
猜想一:完全变质,溶质为____________。
猜想二:部分变质,溶质为生成物____________和剩余反应物___________。
(1)思路分析:①只需要检验样品中是否含有氢氧化钠,实质是检验OH-。
如果含有OH-,则部分变质——NaOH、Na2CO3;如果不含OH-,则全部
变质——Na2CO3。
②检验OH-,应排除C的干扰,原因是碳酸钠也能使无色酚酞试液变红。
Na2CO3
Na2CO3
NaOH
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(2)方法:先除尽C,再检验OH-。
除去C:NaOH(Na2CO3)——Ca2+、Ba2+(不能引入OH-);
检验OH-——酚酞试液或含Cu2+、Fe3+的盐溶液。
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(3)实验设计
实验
步骤 试剂
选择 现象 化学方程式或结论
除去
Na2CO3 过量的CaCl2溶液
(或BaCl2溶液) ________________ __________________
__________________
__________________
__________________
检验是
否存在
NaOH 无色酚
酞试液 ___________ 部分变质
____________ 全部变质
产生白色沉淀
CaCl2+Na2CO3===
CaCO3↓+2NaCl(或
BaCl2+Na2CO3===
BaCO3↓+2NaCl)
溶液变红
溶液不变红
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3.除杂:NaOH中混有Na2CO3可加____________________(填化学式)溶液
呈除去。
4.反思与评价:氢氧化钠固体暴露在空气中极易潮解,同时与空气中的
二氧化碳反应,故应__________保存。
Ca(OH)2(合理即可)
密封
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命题点2 Ca(OH)2变质的实验探究
1.Ca(OH)2变质原因:______________________________(用化学方程式表示)。
2.实验设计
(1)检验氢氧化钙是否变质的方法
①分析:由于Ca(OH)2为微溶物,故不能通过观察是否有白色固体析出来判断
久置的Ca(OH)2溶液是否变质。
②方法:加入足量稀盐酸,有气泡产生,则说明Ca(OH)2已变质。
Ca(OH)2+CO2=== CaCO3↓+H2O
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(2)探究氢氧化钙变质程度的方案设计
实验步骤 现象 化学方程式 结论
a.取少量样品于烧杯中,加入足量水充分搅拌,过滤,向滤渣中加入足量稀盐酸 有气泡
产生 CaCO3+2HCl=== CaCl2+H2O+CO2↑ 已
变
质
b.取少量a中的滤液于试管中,通入适量CO2 产生白
色沉淀 CO2+Ca(OH)2===
CaCO3↓+H2O 部分
变质
无明显现象 — 全部
变质
3.反思:氢氧化钙应__________保存。
密封
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【母题】 兴趣小组同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分,进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动:
【查阅资料】Na2CO3溶液呈碱性。
【固体成分猜想】猜想Ⅰ.全部是NaOH;
猜想Ⅱ.全部是Na2CO3;
猜想Ⅲ._____________________________。
NaOH和Na2CO3的混合物
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【实验和推断】
(1)若现象a为有气泡产生,则加入的A溶液是_________________________,
说明氢氧化钠________(填“已经”或“没有”)变质,有气泡产生的反应的化学
方程式是_____________________________________________________。
盐酸(或稀硫酸等稀酸)
已经
2HCl+Na2CO3=== 2NaCl+H2O+CO2↑(与第一个空对应)
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(2)若A是Ca(OH)2,现象a为有白色沉淀,现象b为无色酚酞试液变为红色,
则白色沉淀为__________(填化学式),该实验________(填“能”或“不能”)
说明样品中有NaOH。
(3)若A是CaCl2溶液。
①现象a为有白色沉淀产生,现象b为无色酚酞试液不变红色,则猜想
________成立。
②猜想Ⅲ成立的实验现象是____________________________________
_____________________。
CaCO3
不能
Ⅱ
现象a为有白色沉淀产生,现象b为无色
酚酞试液变为红色
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【反思】(4)久置的氢氧化钠变质的原因是____________________________
(用化学方程式表示)。
(5)保存氢氧化钠的方法是______________。
2NaOH+CO2=== Na2CO3+H2O
密封保存
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【解题模板】
第1步:明确实验目的
对氢氧化钠的变质情况进行探究。
第2步:补充猜想
可能是NaOH和Na2CO3的混合物。
第3步:加入试剂,证明NaOH已变质(含Na2CO3)
根据现象,加入的试剂可能为稀盐酸等稀酸。
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第4步:改变试剂,分析现象及影响
若将CaCl2改为Ca(OH)2,则会引入OH-,无法通过滴入无色酚酞试液验证NaOH是否存在。
第5步:根据现象得出结论
加入CaCl2溶液后产生白色沉淀,滴入无色酚酞试液,溶液变红,证明固体是NaOH和Na2CO3的混合物。
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【变式1】 NaOH或KOH溶液的变质情况探究
小刚和小强在实验室发现有一瓶敞口放置的氢氧化钾固体。他们对这瓶氢氧化钾固体变质情况进行了探究。
【提出问题】氢氧化钾固体变质程度如何?
【查阅资料】
(1)KOH与NaOH的化学性质相似。
(2)氯化钙和氯化钾溶液呈中性,不能使无色酚酞试液变色。
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【猜想与假设】
小刚猜想:部分变质,生成了碳酸钾。
小强猜想:_______________________________。
氢氧化钾完全变质(合理即可)
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【实验探究】小刚和小强设计探究实验方案,证明了他们各自
的猜想。探究过程如下:
实验
步骤 实验操作 实验现象 实验结论或
化学方程式
步骤
一 取样加水配成溶液,并向其中滴加过量氯化钙溶液,充分反应后过滤 有______
_____
生成 KOH已变质,发生反应的化学方程式:
________________________________
步骤
二 取上述少量滤液于试管中,滴加无色酚酞试液 无色酚酞
试液变为
______色 KOH部分
变质
白色
沉淀
K2CO3+CaCl2=== CaCO3↓+2KCl
红
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【得出结论】小刚的猜想正确。
【表达与交流】
(1)用化学方程式表示氢氧化钾变质的原因:_____________________________。
(2)在实验室里氢氧化钾需要密封保存。除氢氧化钾外,你认为下列试剂
在实验室也需要密封保存的是________(填字母)。
A.浓盐酸 B.浓硫酸
C.澄清石灰水 D.石灰石
CO2+2KOH=== K2CO3+H2O
ABC
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【变式2】 CaO或Ca(OH)2的变质情况探究
某Ca(OH)2变质得到Ca(OH)2和CaCO3的混合物。李林同学设计了如图所示装置来测定其中CaCO3的含量,她用气密性良好的装置装上试剂并通一会儿氮气后关闭止水夹,再打开分液漏斗活塞。下列有关该实验的说法不正确的是( )
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A.通入氮气的原因之一是氮气的化学性质不活泼
B.甲装置发生化学反应的反应类型为中和反应
C.浓硫酸的作用是除去二氧化碳中混有的水蒸气,避免其对实验造成影响
D.若去掉丁装置会造成结果偏高
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1.某实验小组的同学在实验室取用氢氧化钙时,意外发现了半瓶敞口久置
的氢氧化钙粉末,他们决定对这瓶氢氧化钙粉末的成分进行探究。
【提出问题】这瓶氢氧化钙粉末是否已经变质?
【查阅资料】氢氧化钙微溶于水,能与二氧化碳反应而变质。
(1)写出氢氧化钙变质的化学方程式:________________________________。
【猜想假设】该瓶氢氧化钙的成分是什么?
(2)猜想一:氢氧化钙;猜想二:_____________________;猜想三:氢氧化钙和
碳酸钙。
CO2+Ca(OH)2=== CaCO3↓+H2O
碳酸钙(或CaCO3)
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【实验探究】同学们将少量样品研碎后,按图示过程进行实验:
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(3)操作Ⅱ的名称是__________。
(4)取滤渣B样品,滴加足量稀盐酸,观察到有气泡产生,在此过程中反应的
化学方程式为___________________________________,说明滤渣B中一定
含有碳酸钙。
过滤
CaCO3+2HCl=== CaCl2+H2O+CO2↑
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(5)为了进一步验证滤液的成分,实验小组进行了后续实验并验证了猜想三
成立。请你选用下列实验试剂中的一种并设计实验。可供选择的试剂:
无色酚酞试液、锌粒、碳酸钠溶液。你设计的实验方案:______________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________
____________________(写出选用的试剂、实验操作、现象及结论)。
取适量滤液
C于试管(或烧杯)中,向其中滴加无色酚酞试液,观察现象,若溶液变红则滤
液中含氢氧化钙,若无明显现象则不含[或取适量滤液C于试管(或烧杯)中,
向其中滴加碳酸钠溶液,观察现象,若产生白色沉淀则滤液中含氢氧化钙,
若无明显现象则不含]
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【反思评价】
(6)综合以上信息,氢氧化钙应__________保存。
密封
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2.实验室常用的干燥剂分为碱性、酸性、中性三种类别。碱石灰是一种
常用的碱性干燥剂,其成分为NaOH和CaO,它吸水能力强,不能干燥二氧
化碳气体,在实验室应密封保存。
【学习交流】 碱石灰不能干燥二氧化碳气体的原因分析
原因一:氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠;
原因二:________________________________________________________
__________。
实验室有一瓶因敞口久置后变质的碱石灰,某化学兴趣小组对其成分展开
讨论与探究:
氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和二氧化碳反应生成
碳酸钙
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【提出猜想】 变质的碱石灰除含水以外,可能还含有哪些成分?
猜想一:NaOH Ca(OH)2;
猜想二:NaOH Ca(OH)2 CaCO3;
猜想三:NaOH CaCO3;
猜想四:Na2CO3 Ca(OH)2;
猜想五:Na2CO3 CaCO3。
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【提出质疑】
兴趣小组部分同学认为猜想________不合理,
应改为____________________________。
【查阅资料】 兴趣小组为了更好地进行实验探究,将常见盐的水溶液的酸碱性整理如下:
氯化钠 硝酸钠 碳酸钠 氯化钙 硝酸钙 氯化钡 硝酸钡 硫酸铜
中性 中性 碱性 中性 中性 中性 中性 酸性
四
NaOH、Na2CO3、CaCO3
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【实验探究】
取少量碱石灰样品于试管中,加入足量蒸馏水。
(1)若发现样品完全溶解,则证明猜想________正确。
一
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(2)若发现样品未完全溶解,过滤后得到滤渣M和溶液N,进行相关实验。
实验一:向溶液N中先滴加几滴无色酚酞试液,可观察到溶液__________,仅根
据此现象不能证明任一猜想是否正确,原因是__________________________
________________________________________________________________
___________________。
在此基础上,应如何设计实验证明猜想五正确?请写出实验操作及现象:
_______________________________________________________________
___________________________。
实验二:向滤渣M中加入适量盐酸,可看到有气泡产生,反应的化学方程式
为_____________________________________。
变红
溶液中一定含氢氧化钠、
氢氧化钙、碳酸钠中的一种或两种,溶液一定呈碱性,一定能使无色酚酞试
液变红(合理即可)
取少量溶液于试管中,加入过量的氯化钙溶液,充分反应后,溶液呈无色,
说明猜想五正确(合理即可)
CaCO3+2HCl=== CaCl2+H2O+CO2↑
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【拓展延伸】 干燥剂的选择要视被干燥气体的性质而定,碱性干燥剂不能干燥酸性气体,同理,酸性干燥剂不能干燥碱性气体。总之,干燥剂不能与被干燥气体发生化学反应。
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3.兴趣小组同学取用氧化钙时,发现装满氧化钙的塑料试剂瓶已经膨胀破裂。小明推测该瓶氧化钙已经变质。
任务一:为确定该瓶氧化钙的成分,小明取适量该样品,设计并进行了如下实验:
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【交流讨论】
(1)现象B为_______________。
(2)小胡认为现象A不足以证明样品中含氢氧化钙,原因是______________
_______________________________。
任务二:为确定该瓶氧化钙中是否含有氢氧化钙,并进一步确认其是否
完全变质,小组同学继续进行探究。
【提出问题】
问题1:该瓶氧化钙中是否含有氢氧化钙?
问题2:该瓶氧化钙是否完全变质?
产生气泡
样品中氧化
钙和水反应也会生成氢氧化钙
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【查阅资料】
①氢氧化钙在一定温度下能分解:Ca(OH)2 CaO+H2O↑。
②碳酸钙在一定温度下能分解:CaCO3 CaO+CO2↑。
③碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物,能吸收水和二氧化碳。
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【进行实验】
小组同学取10.0 g该样品,用如图所示装置(装置气密性良好,夹持装置省略)
进行实验:
(1)实验前,通入N2一段时间后,称量装置B、C的质量。
(2)充分反应后停止加热,再继续通入N2,这样做的目的是
_______________________________________________________。
(3)实验后测得装置B增重0.9 g,装置C增重2.2 g。
使反应生成的水、二氧化碳全部被浓硫酸、碱石灰吸收
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【实验结论】
(1)装置B质量增加,说明该瓶氧化钙中含有___________(填化学式)。
(2)通过计算,该瓶氧化钙部分变质,其中氧化钙的质量分数为__________。
【交流反思】
(1)若无装置D,会对样品中________________(填化学式)含量的检测造成
干扰。
(2)氧化钙在保存中应该注意:_______________。
Ca(OH)2
13%
CaCO3、CaO
密封保存
40
41
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